JP2009168383A - 熱交換器及びそれを用いたヒートポンプ式給湯機 - Google Patents
熱交換器及びそれを用いたヒートポンプ式給湯機 Download PDFInfo
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Abstract
特に臨界圧力以上で動作する冷媒を使う場合において、交換熱量が大きい、または所定の交換熱量に対して必要な寸法の小さい水冷媒熱交換器を提供する。
【解決手段】
内部に冷媒が流通する冷媒伝熱管と、流体が流通する流体伝熱管からなり、冷媒と流体が対向して流れ、冷媒と流体が熱交換する熱交換器において、冷媒伝熱管の前記冷媒が高温であるほど、冷媒の圧力損失を低減するような構造であることを特徴とする熱交換器。これにより、交換熱量が大きい、または所定の交換熱量に対して必要な寸法の小さい水冷媒熱交換器を提供することができる。
【選択図】図1
Description
Q=k×ΔT×A
(Q[W]:水冷媒熱交換器の交換熱量、k[W/(m2k)]:熱通過率、ΔT[K]:冷媒と水の温度差、A[m2]:接触面積)
と表せる。二酸化炭素の特徴として、第1の実施形態の水冷媒熱交換器は冷媒高温部の圧力損失の低減を図ることでkは下がるが、それ以上にΔTが大きくなることで、Qを大きくすることができる。一方で冷媒低温部においては1通路とすることでkを大きくする方がQは大きくなる。以上の効果により水冷媒熱交換器の交換熱量を大きくすることができる、または所定の交換熱量に対して必要な寸法を小さくすることが可能となる。
2 冷媒伝熱管
3 水伝熱管
4 二酸化炭素
5 水
10 ヒートポンプ式給湯機
11 膨張弁
12 蒸発器
13 圧縮機
Claims (9)
- 内部に冷媒が流通する冷媒伝熱管と、流体が流通する流体伝熱管からなり、冷媒と流体が対向して流れ、冷媒と流体が熱交換する熱交換器において、前記冷媒伝熱管の前記冷媒が高温であるほど、前記冷媒の圧力損失を低減するような構造であることを特徴とする熱交換器。
- 前記冷媒伝熱管を複数本に分岐し、前記冷媒伝熱管の前記冷媒が高温であるほど、前記冷媒伝熱管の分岐数が多いことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。
- 前記冷媒伝熱管の内径が変化し、前記冷媒伝熱管の前記冷媒が高温であるほど、前記冷媒伝熱管の内径が大きくなっていることを特徴とする請求項1記載の熱交換器。
- 前記冷媒伝熱管の断面形状の扁平率が変化し、前記冷媒伝熱管の前記冷媒が高温であるほど、前記扁平率が低いことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。
- 内部に二酸化炭素が流通する冷媒伝熱管と、水が流通する水伝熱管からなり、二酸化炭素と水が対向して流れ、二酸化炭素と水が熱交換する熱交換器において、前記冷媒伝熱管の内部の前記二酸化炭素の温度が30℃以上である冷媒高温部が、前記冷媒伝熱管の残りの部分と比較して、前記二酸化炭素の圧力損失を低減するような構造であることを特徴とする熱交換器。
- 前記水伝熱管の熱伝達率が前記水の流れ方向に変化し、前記水伝熱管の熱交換する前記冷媒伝熱管の内部の前記二酸化炭素の温度が30℃以上である冷媒高温部が、前記冷媒管の残りの部分と比較して、前記水伝熱管の熱伝達率が高いことを特徴とする請求項5記載の熱交換器。
- 前記冷媒高温部の温度が50℃以上であることを特徴とする請求項5または6記載の熱交換器。
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機からの冷媒と流体を熱交換させて前記流体を加熱する請求項1乃至4の何れかに記載の熱交換器と、前記熱交換器からの前記冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁からの前記冷媒と外気とを熱交換させる蒸発器と、前記流体及び前記冷媒を必要な経路に流通させる配管及び制御機器とを備えたことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
- 二酸化炭素を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機からの二酸化炭素と水とを熱交換させて水を加熱する請求項5乃至7の何れかに記載の水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器からの二酸化炭素を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁からの二酸化炭素と外気とを熱交換させる蒸発器と、水及び二酸化炭素を必要な経路に流通させる配管及び制御機器とを備えたことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
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